مدار نوسان - این است که ... اصل کار از

مدار نوسان - یک دستگاه برای تولید (ایجاد) نوسانات الکترومغناطیسی. از آغاز به کار خود را به روز در حال حاضر آن را در بسیاری از مناطق علمی و فن آوری از قبیل زندگی روزانه به کارخانه های بزرگ تولید محصولات بسیار متفاوت استفاده می شود.

از چه آن تشکیل شده است؟

مدار نوسان شامل یک سیم پیچ و یک خازن. علاوه بر این، وجود دارد همچنین ممکن است مقاومت حاضر (عنصر مقاومت متغیر) باشد. یک سلف (یا برقی، آن را به عنوان گاهی اوقات به نام) یک میله که سیم پیچ چند لایه، که به طور کلی سیم مسی است زخم است. این است که این عنصر نوسانات ایجاد در مدار نوسانی دارد. یک نوار، واقع در وسط، که اغلب به نام خفه کردن، و یا هسته و سیم پیچ است که گاهی اوقات به نام های برقی.

سیم پیچ مدار نوسان ایجاد نوسانات تنها در صورتی که شارژ ذخیره می شود. هنگام عبور یک جریان از طریق آن، آن تجمع می یابد با یک بار شارژ که پس از آن به مدار می دهد زمانی که قطره های ولتاژ.

سیم سیم پیچ به طور کلی یک مقاومت بسیار کم، که همیشه ثابت باقی می ماند دارند. مدار مدار نوسان اغلب رخ می دهد تغییر در ولتاژ و شدت جریان برق. این تغییر به برخی از قوانین ریاضی است:

• U = U ₀ * چون (W * (TT _0)، که در آن
  U - ولتاژ در زمان t،
  U ₀ - ولتاژ در زمان t _0،
  W - فرکانس نوسانات الکترومغناطیسی.

یکی دیگر از مولفه های اساسی از مدار یک خازن الکتریکی است. این عنصر شامل دو صفحه که توسط یک دی الکتریک جدا شده است. ضخامت لایه بین دو الکترود کمتر از اندازه آنها است. این طراحی اجازه می دهد تا به جمع آوری بر روی عایق بار الکتریکی، که شما می توانید پس به مدار ارسال.

باتری خازن بر خلاف این است که هیچ تبدیل مواد با جریان الکتریکی وجود دارد، و تجمع مستقیم از اتهام در یک میدان الکتریکی وجود دارد. بنابراین، از طریق خازن را می توان به اندازه کافی بزرگ به جمع آوری شارژ، که می تواند همه در یک بار داده شده است. در این مورد، جریان در مدار است تا حد زیادی افزایش یافته است.

یک مقاومت: همچنین، مدار نوسان است تا از یک عنصر ساخته شده است. این عنصر دارای مقاومت و برای کنترل جریان و ولتاژ در مدار است. اگر در یک ولتاژ ثابت به افزایش مقاومت در برابر مقاومت، جریان خواهد توسط قانون اهم کاهش:

• من = U / R، که در آن
  من - در حال حاضر،
  U - ولتاژ،
  R - مقاومت.

واسطه

اجازه دهید یک نگاه دقیق تر در تمام جزئیات از سلف و بهتر خواهد عملکرد خود را در مدار رزونانس را درک کنید. همانطور که ما گفته اند، مقاومت این عنصر سمت صفر است. بنابراین، هنگامی که به یک مدار DC متصل رخ می دهد اتصال کوتاه. با این حال، اگر سیم پیچ به مدار AC متصل است، آن را به درستی کار می کند. این امر منجر به این نتیجه رسیدند که این عنصر دارای مقاومت به جریان متناوب.

اما چرا این اتفاق می افتد و چگونه رخ می دهد که مقاومت یک جریان متناوب؟ برای پاسخ به این سوال که ما نیاز به نوبه خود به این پدیده از خود اندوکتانس. با گذشت جریان سیم پیچ در آن وجود دارد یک نیروی الکتریکی (EMF)، که ایجاد یک مانع در برابر تغییر در حال حاضر. بزرگی این نیروی بستگی به دو عامل: جریان سیم پیچ و مشتق نسبت به زمان. ریاضی، این وابستگی با معادله بیان شده است:

• E = -L * من (T)، که در آن
  E - EMF،
  L - ارزش اندوکتانس سیم پیچ (برای هر سیم پیچ متفاوت است و بستگی به تعداد سیم پیچ از سیم پیچ ها و ضخامت آنها)
  من (T) - زمان مشتق از جریان (نرخ تغییر فعلی).

برق DC در طول زمان تغییر نکرده است، به طوری که مقاومت آن در برابر زمانی که در معرض بوجود می آیند.

اما در AC تمام پارامترهای آن به طور مداوم در قانون سینوسی یا کسینوسی در حال تغییر، باعث نیروی الکتریکی، که مانع از این تغییرات است. این مقاومت است که به نام القاء و محاسبه شده توسط فرمول:

• X _L = W * _L، که در آن
  W - فرکانس مدار نوسان،
  L - اندوکتانس سیم پیچ.

شدت جریان در سیم پیچی بشکل استوانه خطی افزایش می دهد و باعث کاهش توجه به قوانین متفاوت است. این به این معنی است که اگر شما متوقف کردن جریان جریان در سیم پیچ، آن را برای مدتی ادامه خواهد داد به اتهام در مدار است. و اگر این طور ناگهانی قطع جریان، وجود خواهد داشت از این واقعیت است که به اتهام سعی خواهد کرد به خارج و توزیع سیم پیچ به گلوله بست. این است - یک مشکل جدی در تولید صنعتی. این اثر (هر چند به طور کامل به مدار نوسان مربوط نمی شود) مشاهده می شود، برای مثال، هنگام جدا کردن دوشاخه را از پریز. در این مورد پرش جرقه ای بود که در این مقیاس می تواند یک فرد آسیب نمی رساند. این است با توجه به این واقعیت است که میدان مغناطیسی بلافاصله ناپدید می شوند نیست، اما به تدریج از بین می رود، القاء جریان در دیگر هادی. در مقیاس صنعتی شدت جریان است چندین بار بیشتر از حد معمول 220 ولت ما، به طوری که وقفه در زنجیره تولید می تواند جرقه باعث چنین نیرویی است که بسیاری از آسیب به هر دو گیاه و انسان شود.

کویل - پایه و اساس است که که از آن مدار نوسان است. سلف مارپیچ شامل پی در پی اضافه شده است. بعد، ما به بررسی دقیق تر در تمام جزئیات از ساختار آن عنصر است.

اندوکتانس چیست؟

سیم پیچ القایی مدار نوسان - یک پارامتر فردی است که به صورت عددی به نیروی الکتریکی برابر (در ولت)، که در یک مدار هنگامی رخ میدهد که تغییرات کنونی، از مجموع 1 برای 1 ثانیه. اگر برقی است که به یک مدار DC متصل شود، اندوکتانس آن را توصیف انرژی یک میدان مغناطیسی است که توسط این جریان توسط فرمول ایجاد شده:

• W = (L * I ²⁾ / 2، که در آن
  W - انرژی میدان مغناطیسی است.

ضریب اندوکتانس بستگی به عوامل بسیاری: هندسه برقی، ویژگی های مغناطیسی هسته و تعداد سیم پیچ از سیم. یکی دیگر از ویژگی این شاخص است که همیشه مثبت چون متغیرها که در آن بستگی دارد، نمی تواند منفی.

اندوکتانس همچنین می توانید به عنوان یک ویژگی از یک هادی با انرژی فروشگاه فعلی در یک میدان مغناطیسی تعریف شود. این است که در هنری اندازه گیری (پس از دانشمند آمریکایی Dzhozefa Genri نام).

علاوه بر این مدار نوسان برقی شامل یک خازن، که از این پس بحث خواهد شد.

خازن الکتریکی

خازن توسط مدار نوسان ساز تعیین ظرفیت الکتریکی خازن. ظاهر آن بالا نوشته شده است. در حال حاضر ما در فیزیک فرآیندهای است که در آن رخ می دهد را بررسی کند.

از آنجا که صفحات خازن از یک هادی ساخته شده، سپس آن را می توانید جریان الکتریکی جریان است. با این حال، بین دو صفحه مانع است. عایق (می توان آنها را هوا، چوب و یا مواد دیگر با مقاومت بالا با توجه به این واقعیت است که شارژ نمی توانید از یک انتهای سیم به دیگر حرکت می کند، تجمع آن را به صفحات خازن وجود دارد در نتیجه قدرت الکتریکی و مغناطیسی را افزایش می دهد. زمینه های اطراف آن. بنابراین، در خاتمه از اتهام اقدام تمام برق انباشته شده بر روی صفحات، شروع به به مدار منتقل می شود.

هر خازن دارد ولتاژ نامی، بهینه برای عمل آن است. اگر شما طولانی برای بهره برداری از عنصر در یک ولتاژ بالاتر از اسمی، طول عمر است تا حد زیادی کاهش می یابد. خازن از مدار نوسانی به طور مداوم توسط جریان تحت تاثیر قرار و در نتیجه زمانی که انتخاب باید بسیار مراقب باشید.

علاوه بر خازن های معمولی، که مورد بحث قرار گرفت، همچنین الکتریکی خازن دو لایه وجود دارد. این یک عنصر پیچیده تر است: می توان آن را به عنوان متقاطع بین یک باتری و یک خازن است. به طور معمول، دی الکتریک در خازن دو لایه الکتریکی مواد آلی هستند که بین آن یک الکترولیت است. آنها با همکاری هم دو لایه الکتریکی، که اجازه می دهد تا به جمع آوری در این طرح در انرژی برابر بیشتر از یک خازن معمولی ایجاد کنید.

ظرفیت یک خازن چیست؟

خازن خازن نسبت شارژ خازن به ولتاژ که در آن واقع شده است. محاسبه این مقدار می تواند بسیار ساده با کمک یک فرمول ریاضی:

• C = (E ₀ * S) / D، که در آن
  الکترونیکی ₀ - ثابت دی الکتریک از مواد دی الکتریک (ارزش جدولی)
  S - مساحت صفحات خازن،
  د - در فاصله بین صفحات.

وابستگی از خازن خازن در فاصله بین الکترودها با پدیده القای الکتروستاتیک توضیح داد کمتر از فاصله بین صفحات است، بیشتر آنها را تحت تاثیر قرار یکدیگر (کولن)، بیشتر الکترود شارژ و استرس کمتر است. و هنگامی که مقدار ولتاژ ظرفیت را افزایش می دهد، از آن همچنین می توانید از فرمول زیر توصیف کرد:

• C = Q / U، که در آن
  Q - به اتهام در کولن.

این است که در مورد واحد اندازه گیری این کمیت صحبت کنید. خازن در فاراد اندازه گیری شد. 1 فاراد - ارزش به اندازه کافی بزرگ است، بنابراین خازن های موجود (نه ابرخازنها) یک اندازه گیری مخازن در picofarads (1000000000000 فاراد).

مقاومت

در حال حاضر در مدار رزونانس نیز در مقاومت مدار بستگی دارد. و علاوه بر این دو عنصر توصیف کرد که یک مدار نوسان (سیم پیچ، خازن) را تشکیل می دهند، وجود دارد یک سوم - یک مقاومت. او مسئول ایجاد کشیدن است. مقاومت از عناصر دیگر که در آن دارای مقاومت بالا، که می تواند در برخی از مدل های متنوع، متفاوت است. مدار تشدید آن انجام عملکرد کنترل قدرت میدان مغناطیسی. ممکن است که به اتصال چندین مقاومت سری یا موازی، که موجب افزایش مقاومت از مدار است.

مقاومت این عنصر همچنین به دما بستگی دارد، بنابراین مراقبت باید به کار خود را در مدار قرار گرفته، از آن است که در طول عبور جریان گرم می شود.

مقاومت در اهم، و ارزش آن را می توان با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

• R = (P * L) / S، که در آن
  ص - مقاومت مقاومت مواد (اندازه گیری شده در (اهم * میلی متر ²⁾ / متر)؛
  L - طول مقاومت (به متر).
  S - سطح مقطع (به میلیمتر مربع).

چگونه کراوات پارامترهای حلقه؟

در حال حاضر ما نزدیک به فیزیک بهره برداری از مدار نوسانی آمده است. با گذشت زمان و شارژ در صفحات خازن با توجه به معادله دیفرانسیل مرتبه دوم تغییر می دهد.

اگر شما این معادله را حل کند، آن را بیان می برخی از فرمول های جالب توصیف فرآیندهای است که در مدار رخ می دهد. به عنوان مثال، یک فرکانس چرخه ای را می توان در نظر ظرفیت خازنی و اندوکتانس بیان شده است.

با این حال، فرمول ساده است که اجازه می دهد تا برای محاسبه بسیاری از مجهولات - معادله تامسون (پس از فیزیکدان بریتانیایی، ویلیام تامسون به نام، که او را در سال 1853 به ارمغان آورد):

• T = 2 * F * (L * C) ^1/2.
  T - بین نوسانات الکترومغناطیسی،
  L و C - بر این اساس، اندوکتانس سیم پیچ مدار نوسان و یک عنصر مدار خازن،
  N - PI شماره.

ضریب کیفیت

یکی دیگر از مقدار مهم توصیف کانتور از کار وجود دارد - عامل کیفیت. به منظور درک آنچه در آن است، شما باید به این فرآیند به عنوان یک تشدید مراجعه کنید. این پدیده، که در آن دامنه حداکثر قدرت در یک مقدار ثابت است، که یک پشتیبانی نوسان شود. رزونانس می توانید با یک مثال ساده توضیح: اگر شما شروع به فشار نوسان به ضرب و شتم از فرکانس خود، آنها را شتاب خواهد شد، و "دامنه" آنها افزایش خواهد یافت. اما اگر شما ضرب و شتم فشار نیست، آنها را کند خواهد کرد. در رزونانس، اغلب پراکندگی زیادی از انرژی است. به منظور قادر به محاسبه ارزش از دست دادن، ما یک پارامتر مانند عامل کیفیت را اختراع کرد. این ضریب نسبت انرژی، واقع در سیستم را به برابر، به زیان در طول یک سیکل در مدار اتفاق می افتد.

ضریب کیفیت مدار با توجه به فرمول محاسبه می شود:

• Q = (W ₀ * W) / P، که در آن
  W ₀ - رزونانس فرکانس زاویه ای نوسانات؛
  W - انرژی ذخیره شده در سیستم ارتعاشی؛
  P - اتلاف توان.

این پارامتر - بعد از واقع نشان می دهد نسبت انرژی: ذخیره شده برای به سر برد.

مدار نوسان ایده آل چیست

برای درک بهتر از فرآیندها در سیستم فیزیک با به اصطلاح مدار نوسان ایده آل است. این یک مدل ریاضی به نمایندگی از مدار به عنوان یک سیستم با مقاومت صفر است. در آن هستند نوسانات هارمونیک undamped وجود دارد. این مدل اجازه می دهد تا برای به دست آوردن پارامترهای مدار فرمول محاسبه تقریبی است. یکی از این پارامترها - انرژی کل:

• W = (L * I ²⁾ / 2 است.

چنین ساده تا حد زیادی محاسبات سرعت بخشیدن و اجازه می دهد به منظور بررسی ویژگی های مدار با ویژگی های از پیش تعیین شده.

چگونه کار می کند؟

همه چرخه عامل مدار نوسان را می توان به دو بخش تقسیم شده است. در حال حاضر ما دقیقا فرآیندهای انجام شده در هر بخش را مشاهده کنید.

• اولین خازن صفحه فاز، با بار مثبت، شروع به تخلیه، توضیح جریان در مدار است. در این نقطه، جریان از مثبت به بار منفی، در حالی که عبور از سیم پیچ. در نتیجه، ارتعاشات الکترومغناطیسی در مدار رخ می دهد. عبور جریان از سیم پیچ، آن را به یک بشقاب دوم حرکت می کند و آن را به اتهام مثبت (در حالی که برای اولین بار از الکترود، که در حال حاضر راه می رفت است، بار منفی).
• مرحله دوم می گیرد فرآیند به طور مستقیم مخالف است. در حال حاضر عبور از قطب مثبت (که در آغاز، منفی بود) به منفی، عبور دوباره از طریق سیم پیچ. و همه اتهامات به محل سقوط.

چرخه تا زمانی که خازن شارژ می شود تکرار می شود. در یک مدار رزونانس ایده آل این فرایند بی نهایت است، و از دست دادن قدرت واقعی توجه به عوامل مختلف اجتناب ناپذیر است: حرارت که با توجه به وجود مقاومت در مدار (گرمای ژول) رخ می دهد، و مانند آن.

طراحی مدار ادامه

علاوه بر مدارات ساده "سیم پیچ خازن" و "سیم پیچ مقاومت-خازن"، گزینه های دیگر، با استفاده از به عنوان یک مدار اساس نوسان است. این، برای مثال، یک مدار موازی است که در مشخص است که یک مدار عنصر وجود دارد (چرا که به عنوان آن را به تنهایی وجود دارد، این امر می تواند یک مدار سری و که در این مقاله مورد بحث قرار گرفت).

انواع دیگر از ساخت و ساز، از جمله اجزای مختلف برق وجود دارد. به عنوان مثال، ممکن است برای اتصال به شبکه ترانزیستور که باز خواهد شد و بستن مدار با فرکانس به فرکانس نوسان مدار برابر است. بنابراین، سیستم نوسانات undamped نصب کنید.

که در آن مدار نوسان استفاده شده است؟

آشنا ترین به ما استفاده از قطعات از مدار - آن برق. آنها، به نوبه خود، در سیستم مخابره داخل ساختمان، موتورها، حسگرها، و بسیاری دیگر از مناطق کمتر مرسوم استفاده می شود. یکی دیگر از نرم افزار - نوسان ساز. در واقع، آن است که استفاده از مدار بسیار آشنا برای ما باشد: در این فرم، آن را در مایکروویو مورد استفاده برای ایجاد امواج در ارتباطات تلفن همراه و بی سیم برای انتقال اطلاعات در مسافت های. همه این است که با توجه به این واقعیت است که نوسانات امواج الکترومغناطیسی را می توان در چنین راهی که از آن می توان برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی کد گذاری.

سلف خود را می توان به عنوان یک عنصر برای ترانسفورماتور استفاده می شود، دو سیم پیچ با تعداد مختلف از سیم پیچ می توانید از طریق میدان الکترومغناطیسی اتهام خود را منتقل می کند. اما به عنوان مارپیچ ویژگی های متفاوت است، و چهره های فعلی در دو مدار، که به دو سلف متصل متفاوت خواهد بود. بنابراین، می توان ولتاژ به جریان در حال حاضر با یک ولتاژ 12 ولت تبدیل، می گویند 220 ولت است.

نتیجه

ما در اصل از مدار نوسان و هر بخش به طور جداگانه به تفصیل. ما آموخته است که مدار نوسان - یک دستگاه طراحی شده برای تولید امواج الکترومغناطیسی. با این حال، این تنها اصول اولیه مکانیک پیچیده ای از این، به ظاهر عناصر ساده است. اطلاعات بیشتر در مورد پیچیدگی های مدار و اجزای آن بدانید می توانید از ادبیات تخصصی باشد.